单元四 灌溉用水量

灌溉用水量是指灌溉土地需从水源取用的水量，它是根据灌溉面积、作物种植情况、土壤、水文地质和气象条件等因素而定。灌溉用水量的大小直接影响着灌溉工程的规模。

一、设计典型年的选择

从上述灌溉制度的分析中可知，农作物需要消耗的水量主要来自灌溉、降雨和地下水补给。对一个灌区来说，地下水补给量是比较稳定的，而降雨量在年际之间变化很大。因此，各年的灌溉用水量就有很大的差异。在规划设计灌溉工程时，首先要确定一个特定的水文年份，作为规划设计的依据。通常把这个特定的水文年份称为“设计典型年”。根据设计典型年的气象资料计算出来的灌溉制度被称为“设计典型年的灌溉制度”，简称为“设计灌溉制度”，相应的灌溉用水量称为“设计灌溉用水量”。根据历年降雨量资料，可以用频率方法进行统计分析，确定几种不同干旱程度的典型年份，如中等年（降雨量频率为50%）、中等干旱年（降雨量频率为75%）以及干旱年（降雨量频率为85%～90%）等，以这些典型年的降雨量资料作为计算设计灌溉制度和灌溉用水量的依据。

二、典型年灌溉用水量及用水过程线

对于任何一种作物的某一次灌水，须供水到田间的灌水量（称净灌溉用水量）W_净可用下式求得：

式中 m——该作物某次灌水的灌水定额，m³/亩；

A——该作物的灌溉面积，亩。

对于任何一种作物，在典型年内的灌溉面积、灌溉制度确定后［表2-8中之（1）～（6）项］，并可用式（2-20）推算出各次灌水的净灌溉用水量［表2-8中之（7）～（11）项］。由于灌溉制度本身已确定了各次灌水的时期，故在计算各种作物每次灌水的净灌溉用水量的同时，也就确定了某年内各种作物的灌溉用水量过程线［把表2-8中之（1）项与（7）～（11）项联系起来］。

全灌区任何一个时段内的净灌溉用水量是该时段内各种作物净灌溉用水量之和，按此可求得典型年全灌区净灌溉用水量过程［表2-8中的（12）项］。

灌溉水由水源经各级渠道输送到田间，有部分水量损失掉了（主要是渠道渗漏损失）。故要求水源供给的灌溉水量（称毛灌溉用水量）为净灌溉用水量与损失水量之和，这样才能满足田间得到净灌溉水量之要求。通常用净灌溉用水量W_净与毛灌溉用水量W_毛之比值η_水作为衡量灌溉水量损失情况的指标η_水=W_净/W_毛，称灌溉水利用系数。已知净灌溉用水量W_净后，可用W_毛=W_净η_水，求得毛灌溉用水量［表2-8中第（13）项］。

η_水的大小与各级渠道的长度、流量、沿渠土壤、水文地质条件、渠道工程状况和灌溉管理水平等有关。在管理运用过程中，可实测决定。我国南方各省，在规划设计中，对于大、中、小型灌区，一般η_水分别取为0.60～0.70、0.70～0.80。若考虑防渗措施，则η_水可采取较大数值。若无防渗措施，可取较小数值。实际上，在目前管理条件下，许多已成灌区都只能达到0.45～0.60。

某年灌溉用水量过程线还可用综合灌水定额m_综求得，任何时段内全灌区的综合灌水定额，是该时段内各种作物灌水定额的面积加权平均值，即

式中 m_综，净——某时段内综合净灌水定额，m³/亩；

m₁、m₂、m₃、…——第1种、第2种、第3种……作物在该时段内灌水定额，m³/亩；

α₁、α₂、α₃、…——各种作物灌溉面积占全灌区的灌溉面积的比值。

全灌区某时段内的净灌溉用水量W_净，可用下式求得：

式中 A——全灌区的灌溉面积，亩。

计入水量损失，则综合毛灌溉定额

全灌区任何时段毛灌溉用水量

通过综合灌水定额推算灌溉用水量，与公式（2-20）直接推算方法相比，其繁简程度类似，但求得综合灌水定额有以下作用：①它是衡量全灌区灌溉用水是否合适的一项重要指标，与自然条件及作物种植面积比例类似的灌区进行对比，便于发现m_综是否偏大或偏小，从而进行调整、修改；②若一个较大灌区的局部范围（如一些支渠控制范围）内，其各种作物种植面积比例与全灌区的情况类似，则求得m_综后，不仅便于推算全灌区灌溉用水量，同时可利用它推算局部范围内的灌溉用水量；③有时，灌区的作物种植面积比例已根据当地的农业发展计划决定好了，但灌区总的灌溉面积还须根据水源等条件决定，此时，须利用综合毛灌溉定额推求全灌区应发展的灌溉面积

式中 W_源——水源每年能供给的灌溉水量，m³；

m_综，毛——综合毛灌溉定额，m³/亩。

对于小型灌区或没有以上这些要求的情况，一般可用直接推算法计算。

必须指出，对于一些大型灌区，灌区内不同地区的气候、土壤、作物品种等条件有明显差异，因而同种作物的灌溉制度也有明显的不同，此时，须先分区求出各区的灌溉用水量，而后再汇总成为全灌区的灌溉用水量。

三、多年灌溉用水量的确定和灌溉用水量频率曲线

以上是某一具体年份灌溉用水量及年灌溉用水过程的计算方法。在用长系列法进行大、中型水库的规划设计或作多年调节水库的规划及控制运作计划时，常须求得多年的灌溉用水量系列。多年灌溉用水量可按照以上方法逐年推求。

有了多年的灌溉用水量系列，与年径流频率曲线一样，也可以应用数理统计原理求得年灌溉用水量的理论频率曲线。根据对我国23个大型水库灌区的分析，初步证实灌溉用水量频率曲线也可采用P-Ⅱ型曲线，经验点据与理论频率曲线配合尚好，其统计参数亦有一定的规律性，一般C_v为0.15～0.45，C_s为C_v的1～3倍。在一定条件下，灌溉用水量频率曲线的统计参数应能进行地区综合，做出等值线图或分区图，这样应用起来就方便了。但是，由于影响灌溉用水量的因素十分复杂，而且随着国民经济的发展、灌溉技术及农业技术措施的改革，使得灌溉用水量的变化规律更不确定，这些问题都有待进一步深入研究。

灌溉用水量频率曲线可用于推求代表年灌溉用水量；在采用数理统计法进行多年调节计算时，可用它与来水频率曲线进行组合去推求多年调节兴利库容或用于其他水文水利计算问题。

四、乡镇供水量

乡镇供水主要包括农村人畜用水、乡镇企业和工业用水等。根据统计，农业灌溉用水是农村用水中的大户，约占总用水量的93.0%，其余7%左右为农村人畜用水、乡镇企业和工业用水等。随着国民经济的全面发展，人民生活水平普遍提高，特别是改革开放以来，乡镇企业蓬勃发展，建设乡镇供水已成为广大农村生产生活的迫切需要，也是实现国民经济发展第二步战略目标，农村走上小康的必要条件。在灌区内开展乡镇供水也是水利部门开展全方位服务的主要内容之一，不仅促进了国民经济的发展和人民生活水平的提高，而且也为水利部门自身增加了经济效益。截至1994年年底，我国5万多个乡镇中已有2.5万多个乡镇用上自来水，乡镇供水已发展到1.8万多个，日供水能力达900多万t，供水人口约为1亿人，“九五”期间，全国计划兴建乡镇供水工程6000处。

为此，在新建灌区设计渠道和建筑物时，必须考虑乡镇供水的问题，加大渠道的供水能力。对于已成灌区，一般来说，过去都没有考虑乡镇供水问题，或者是考虑很不够，灌区渠道都是按灌溉用水量要求设计。为了满足乡镇供水的要求，通常采用两种方式：一是在工程许可条件下，扩大渠道的供水能力；二是压缩农业用水的比例，增加乡镇供水量。如有的灌区是开展农业节水灌溉，或是调整作物种植结构，即减少需水量大的作物种植面积，改种需水量少的作物等。例如，广东省湛江市青年运河管理局就是通过渠道防渗、开展节约用水和压缩水稻面积，发展甘蔗等需水量较少的作物的办法，把节省下来的水量发展乡镇和城市供水。先后为湛江、廉江、遂溪、海康等城镇自来水公司和糖厂、纸厂等增建了一批从青年运河直接引水的供水工程。工业和生活供水量已由1986年的2100万m³扩大到1991年的5722万m³。相应地，工业和生活供水的水费收入由1986年的46.5万元，提高到1991年的286.1万元，占水费总收入的70%。

乡镇供水的供水量指标，对于工业和乡镇企业来说，其供水量应视实际需要而定。对于人畜用水可按下述指标设计：北方农村，每人每天20～25L；南方农村，每人每天25～40L；在经济发达的郊区，每人每天70～80L。大牲畜，每头每天25～35L；中等牲畜，每头每天8～25L。乡镇企业的用水标准则因企业的生产性质不同而有很大差异。例如制砖1000块，需0.8～1.0m³水；豆制品加工每吨需5～15m³水；酿酒每吨需20～50m³水；饴糖加工每吨需20m³水等。在规划时根据具体情况，可查阅有关手册。应该指出，随着农村经济的发展和人民生活水平的提高，乡镇供水的内容也相应扩大，不仅包括人畜和工业用水，而且还应考虑美化环境、游乐和消防用水等。